[发明专利]一种Pt-Ag/WO3等离子体光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种Pt‑Ag/WO₃等离子体光催化剂及其制备方法和应用，该光催化剂是利用具有等离子体共振效应的Pt‑Ag贵金属合金纳米颗粒修饰WO₃光催化材料得到的。本发明的Pt‑Ag/WO₃等离子体光催化剂中Pt‑Ag贵金属合金纳米颗粒的等离子体共振激发光谱范围宽，对太阳光中的紫外光和可见光的利用效率高；同时Pt‑Ag贵金属合金纳米颗粒具有组分效应，通过改变贵金属合金的组分，可实现对其功函数的连续调节，进而调控光催化材料的能带结构，从而提高光催化剂的光催化性能。本发明的制备的光催化剂对低浓度的NO气体具有较好的光催化脱除效率，并且光催化脱除反应是在常温下进行的，操作简便、能耗低。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种Pt-Ag/WO₃等离子体光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业化进程的加快和经济的快速发展，环境问题已成为阻碍社会可持续发展的难题。环境问题特别是大气污染日益加剧，严重威胁着人类健康。环境大气中NOx(NO和NO₂主要来自于汽车尾气的排放和煤的燃烧)是一种浓度低、危害大的酸性气体，在大气中传输、转化并参与光化学烟雾和PM2.5等二次污染物的形成，破坏生态环境，危害人类健康。对于NOx的去除，现有方法包括选择性催化还原、化学吸收、活性炭吸附和热催化等，但是这些方法适用于高浓度NOx的去除。对于空气中低浓度的NOx的去除，我们需要研制开发高效、低成本、持久耐用的新技术，有效治理空气中微量NOx污染，对于普遍存在的机动车尾气排放造成的大气污染净化有重大实际意义。在各种新兴污染物治理技术中，光催化作为一种新型绿色技术近年来受到广泛关注。光催化剂特别是等离子体型的光催化剂表现出良好的光催化性能而受到广泛的关注。等离子体光催化剂一般是由半导体和分散在半导体内部或表面的贵金属纳米粒子构成的。这种材料具备两大杰出的特性：金属-半导体结和局域表面等离子体效应效应。前者有利于光生电荷的分离和转移，后者则促使催化剂吸收利用更多的可见光，产生更多的光生电子和空穴。这两个特性对获得高活性的光催化剂是有很大帮助的。因此，开发新型可见光响应(对太阳能的利用效率高)、高活性的等离子体光催化剂是当前的一个研究热点，也在光催化去除NOx方面展现出广阔的应用前景。

等离子体光催化剂由贵金属纳米粒子和半导体两大部分构成的。常用的贵金属主要有金(Au)、银(Ag)和铂(Pt)。到目前为止，较为常见的等离子体光催化剂有四类，包括：基于Au纳米粒子的等离子体光催化剂，基于Ag纳米粒子的等离子体光催化剂，基于Pt纳米粒子的等离子体光催化剂和基于Ag/AgX纳米粒子的等离子体光催化剂。